TWI410133B - 影片模式判斷方法 - Google Patents

Description

影片模式判斷方法

本發明係有關去交錯(de-interlace)，特別是關於一種適用於去交錯之影片模式(film mode)偵測。

美國國家電視標準委員會(National Television System Committee,NTSC)廣播視訊格式的圖像頻率為每秒60圖場(亦即，60 fields/sec)，然而以膠捲拍攝的電影之圖像頻率為每秒24圖框(亦即，24 frames/sec)。為了讓電影能夠在NTSC格式的電視機上播放，一般係以3：2轉換(3：2 pull down)方式，將電影相鄰二圖框當中的第一圖框轉變為3圖場，並將第二圖框轉變為2圖場；換句話說，相鄰二圖框會被轉變為5圖場。依此原則，每秒24圖框即被轉變為每秒60圖場，因而符合NTSC格式。

逐行倒相(Phase Alternating Line,PAL)廣播視訊格式的圖像頻率為每秒50圖場(亦即，50 fields/sec)。為了讓電影能夠在PAL格式的電視機上播放，可以使用2：2轉換(2：2 pull down)方式，將每秒24圖框轉變為每秒48圖場，然而此將造成約4%的加速。鑑於此，可以使用另一種改良的2：2轉換，稱為2：2：2：2：2：2：2：2：2：2：2：3轉換，其可將電影的每秒24圖框轉變為每秒50圖場，因而符合PAL格式。

NTSC或PAL格式所傳送者都是交錯的(interlaced)圖場影像，若要將其顯示於非交錯式(non-interlaced )或循序式(progressive)顯示器上，則必須先將圖場還原成圖框，此稱為去交錯(de-interlace)。一般交錯訊號於進行去交錯時，係使用空間上(spatial)內插或時間上(temporal)內插來產生或填補所欠缺的掃描線。其中，空間上內插僅使用同一圖場的像素以產生新的像素，因此，又稱為圖場內(intra-field)或二維內插；時間上內插則使用相鄰不同圖場的像素來產生新像素，因此，又稱為圖場間(inter-field)或三維內插。通常，靜止區係以時間上內插來進行去交錯，而移動區則以空間上內插來進行去交錯。靜止區和移動區必須藉由移動(motion)偵測來判別，因此，以內插方法來進行去交錯一般又稱為移動調適去交錯(motion adaptive de-interlace)方法，用以區別於影像模式去交錯(film mode de-interlace)方法。

但是，對於影片模式(film mode)訊號之去交錯，則是複製前一圖場或後一圖場的全部掃描線以還原成圖框，此和交錯訊號之去交錯作法不同。如果以內插方法對影片模式訊號進行去交錯，會使得畫面模糊或跳動。

由於接收電視訊號時，可能穿插收到交錯訊號或影片模式訊號，因此，接收機必須能夠適時地判別所收到訊號的類別究竟屬於一般交錯訊號或為影片模式訊號。但是，傳統接收機無法在影片模式轉變為交錯模式時及時判別並跳出影片模式，因而產生鋸齒狀並造成畫面破裂。

因此，亟需提出一種新穎的判斷機制，適時地將影片模式轉變為一般交錯模式，以避免畫面產生破裂現象。

鑑於上述，本發明實施例的目的之一在於提出一種影片模式判斷方法，其可偵測得知訊號是否已由影片模式轉變為一般去交錯模式，用以適時地改變去交錯方法，以提升影像品質。

根據本發明實施例，首先，決定目前是否處於影片模式(film mode)。如果處於影片模式，則分析目前畫面的像素，以決定異常像素個數是否超過臨界值。其中，如果異常像素個數超過臨界值，則表示已離開影片模式，則改以進行移動調適去交錯(motion adaptive de-interlace)。在本實施例中，臨界值包含一畫面異常臨界值及一掃描線異常臨界值。當整張畫面的異常像素個數超過畫面異常臨界值時，則啟動一畫面異常旗標，使其狀態變為主動；當目前掃描線的異常像素個數超過掃描線異常臨界值時，則啟動一掃描線異常旗標，使其狀態變為主動。其中，當畫面異常旗標變為主動時，則整張畫面的掃描線皆改為進行移動調適去交錯；當掃描線異常旗標變為主動時，則下一掃描線改為進行移動調適去交錯；當畫面異常旗標及掃描線異常旗標皆為非主動時，則進行影片模式去交錯。

第一圖之流程圖顯示本發明實施例之影片模式(film mode)判斷或精化(refine)方法，用以偵測得知訊號是否已由影片模式(film mode)轉變為一般去交錯模式(de-interlace mode)，因而適時地將影片模式去 交錯方法改變為移動調適去交錯(motion adaptive de-interlace)方法，以避免畫面的鋸齒狀或破裂現象。

於第一圖所示的流程中，首先，步驟11決定目前是否處於影片模式。如果步驟11的結果為否，則進入步驟12，使用移動調適去交錯技術來進行去交錯。一般來說，靜止區係以時間上內插來進行去交錯，而移動區則以空間上內插來進行去交錯。如果步驟11的結果為是，則於步驟13中進一步分析統計目前畫面的像素資料。一旦統計得知異常或產生破裂現象的像素個數超過臨界值時，則表示可能已離開影片模式，因此，使其進入步驟12以移動調適去交錯技術來進行去交錯。如果於步驟13並未發現異常像素或其個數未超過臨界值，則表示仍然處於影片模式，因此，使其進入步驟14以影片模式去交錯技術來進行去交錯。一般來說，於影片模式下，係藉由複製前一圖場或後一圖場的全部掃描線，用以將圖場還原成圖框。

在本實施例中，步驟13之分析統計係以掃描線為單位來進行的。當整張畫面中異常像素個數已超過第一臨界值(或稱為畫面異常臨界值)時，則啟動相關的第一旗標(或稱為畫面異常旗標)fm_refine_en，使其狀態變為主動(active)。另外，當目前掃描線中異常像素個數已超過第二臨界值(或稱為掃描線異常臨界值)時，則啟動相關的第二旗標(或稱為掃描線異常旗標)fm_refine_line_en，使其狀態變為主動(active)。 上述第一旗標fm_refine_en或第二旗標fm_refine_line-en至少一個被啟動時，則進入步驟12以移動調適去交錯技術來進行去交錯；否則，進入步驟14以影片模式去交錯技術來進行去交錯。在本實施例中，當第一旗標fm_refine_en被啟動後，則整張畫面的掃描線皆要改以移動調適去交錯；然而，啟動第二旗標fm_refine_line_en只會影響下一條掃描線。

第二圖顯示啟動第一圖之第一/第二旗標的詳細流程圖。首先，步驟21決定目前是否處於影片模式。如果步驟21的結果為否，則進入一般去交錯模式；如果結果為是，則以掃描線為單位，依序針對每個像素判別其是否會產生鋸齒狀或者是否為異常像素。於影片模式下之去交錯，依據奇或偶圖場之不同，因而會複製前一圖場或下一圖場的全部掃描線。鑑於此，步驟22將會依據其是否複製前一圖場掃描線，分別以步驟23A及步驟23B來進行異常像素的判定。第三圖顯示前一畫面(掃描線PA、PC、PE)、目前畫面(掃描線B、D)、下一畫面(掃描線NA、NC、NE)的部分掃描線及其像素。

於步驟23A中，檢查目前畫面與前一畫面的對應位置是否有差異或者是否具相當的差異。步驟23B則是檢查目前畫面與下一畫面的對應位置是否有差異或者是否具相當的差異。在本實施例中，以變數F1表示目前畫面與前一畫面的對應位置是否有差異，而變數F2則表示目前畫面與下一畫面的對應位置是否有差異：F1=2* | B-PC |>| B-D | & 2* | D-PC |>| B-D |

F2=2* | B-NC |>| B-D | & 2* | D-NC |>| B-D |

另外，以變數F11表示目前畫面與前一畫面的對應位置是否具有相當的(或很大)差異，而以變數F22表示目前畫面與下一畫面的對應位置是否具有相當的(或很大)差異：F11=2* | B-PC |>(| B-D |+T)& 2* | D-PC |>(| B-D |+T)

F22=2* | B-NC |>(| B-D |+T)& 2* | D-NC |>(| B-D |+T)

其中，T為一預設常數。

此外，在本實施例中，還使用C1來表示目前畫面與前一畫面的對應位置是否使用二維去交錯會有較好效果，並以C2表示目前畫面與下一畫面的對應位置是否使用二維去交錯會有較好效果，其可使用下式進行判定：C1=2D_diff<| B-PC | & 2D_diff<| D-PC | & 2D_diff<Tspatial_diff

C2=2D_diff<| B-NC | & 2D_diff<| D-NC | & 2D_diff<Tspatial_diff

其中，Tspatial_diff為預設常數，2D_diff代表二維去交錯所決定的內插方向上，上、下兩條掃描線上選定方向的像素點之間的差值。

在本實施例中，步驟23A以下式來判別其是否會產生鋸齒狀或者是否為異常像素：((F1==1 & F2==0)或(F11==1 & F22==1))且C1

步驟23B則以下式來判別其是否會產生鋸齒狀或者是否為異常像素：((F1==0 & F2==1)或(F11==1 & F22==1))且C2

如果經步驟23A或步驟23B判定該像素會產生鋸齒狀或者為異常像素，則將第二計數值(或稱為掃描線異常像素計數值)fm_refine_line_count加一(步驟24)，且將第一計數值(或稱為畫面異常像素計數值)fm_refine_count加一(步驟25)。

重複上述步驟21-25，直到整條掃描線處理結束(步驟26)為止。接著，於步驟27判定掃描線異常像素計數值fm_refine_line_count是否超過第二臨界值fm_refine_line_th。通常，此第二臨界值為固定值，其只與畫面寬度有關。如果步驟27的判定結果為是，則啟動相關的第二旗標(掃描線異常旗標)fm_refine_line_en，使其狀態變為主動(active)或為”1”。

另一方面，當整條掃描線處理結束(步驟26)時，除了會重置(reset)掃描線異常像素計數值fm_refine_line_count(步驟28)，也會於步驟29判定畫面異常像素計數值fm_refine_count是否超過(第一)臨界值fm_refine_th。通常，此第一臨界值為變動值，其會因所處掃描線位置而不同，越下面的掃描線，則此第一臨界值會越大。如果步驟29的判定結果為是，則啟動相關的第一旗標(畫面異常旗標)fm_refine_en，使其狀態變為主動(active)或為”1”。

根據上述實施例，藉由鋸齒狀異常像素點的判斷，可以偵測得知訊號是否已由影片模式轉變為一般去交錯模式，因而適時地改變去交錯方法，以避免畫面的鋸齒狀及破裂現象。

以上所述僅為本發明之較佳實施例而已，並非用以限定本發明之申請專利範圍；凡其它未脫離發明所揭示之精神下所完成之等效改變或修飾，均應包含在下述之申請專利範圍內。

11-14‧‧‧步驟

21-29‧‧‧步驟

PA/PC/PE‧‧‧前一畫面之像素

B/D‧‧‧目前畫面之像素

NA/NC/NE‧‧‧下一畫面之像素

第一圖之流程圖顯示本發明實施例之影片模式判斷方法。

第二圖顯示啟動第一圖之第一/第二旗標的詳細流程圖。

第三圖顯示前一畫面、目前畫面、下一畫面的部分掃描線及其像素。

11-14‧‧‧步驟

Claims (14)

1. 一種影片模式判斷方法，包含：決定目前是否處於影片模式(film mode)；及如果處於影片模式，則分析目前畫面的像素，以決定異常像素個數是否超過臨界值；其中，如果該異常像素個數超過該臨界值，則表示已離開影片模式；其中上述異常像素個數是否超過臨界值的決定步驟包含：當整張畫面的異常像素個數超過一畫面異常臨界值時，則啟動一畫面異常旗標，使其狀態變為主動；及當目前掃描線的異常像素個數超過一掃描線異常臨界值時，則啟動一掃描線異常旗標，使其狀態變為主動。
2. 如申請專利範圍第1項所述之影片模式判斷方法，如果非處於影片模式或已離開影片模式，則進行移動調適去交錯(motion adaptive de-interlace)；否則，進行影片模式去交錯(film mode de-interlace)。
3. 如申請專利範圍第2項所述之影片模式判斷方法，其中上述之移動調適去交錯步驟中，靜止區以時間上(temporal)內插進行去交錯，而移動區以空間上(spatial)內插進行去交錯，用以將圖場還原成圖框。
4. 如申請專利範圍第2項所述之影片模式判斷方法，其中上述之影片模式去交錯步驟中，係藉由複製前一圖場或下一圖場的全部掃描線，用以將圖場還原成圖框。
5. 如申請專利範圍第1項所述之影片模式判斷方法，其中上述像素的分析步驟中，係以掃描線為單位進行。
6. 如申請專利範圍第1項所述之影片模式判斷方法，其中上述之掃描線異常臨界值為一固定值，其相關於畫面的寬度。
7. 如申請專利範圍第1項所述之影片模式判斷方法，其中上述畫面異常臨界值隨掃描線所處位置而變動，位於越下面的掃描線，該畫面異常臨界值越大。
8. 如申請專利範圍第1項所述之影片模式判斷方法，當該畫面異常旗標變為主動時，則整張畫面的掃描線皆改為進行移動調適去交錯；當該掃描線異常旗標變為主動時，則下一掃描線改為進行移動調適去交錯；當該畫面異常旗標及該掃描線異常旗標皆為非主動時，則進行影片模式去交錯。
9. 如申請專利範圍第1項所述之影片模式判斷方法，其中上述異常像素個數是否超過臨界值的決定步驟包含：檢查目前畫面之像素與相鄰畫面的對應位置是否有差異；如果經檢查具有差異，則將一掃描線異常像素計數值予以計數加一，且將一畫面異常像素計數值予以計數加一；如果整條掃描線之掃描線異常像素計數值超過該掃描線異常臨界值時，則啟動該掃描線異常旗標，使其狀態變為主動；及如果整張畫面之畫面異常像素計數值超過該畫面異常臨界值時，則啟動該畫面異常旗標，使其狀態變為主動。
10. 如申請專利範圍第9項所述之影片模式判斷方法，更包含以變數F1表示目前畫面之像素與前一畫面的對應位置是否有差異，而以變數F2表示目前畫面之像素與下一畫面的對應位置是否有差異： F1=2* | B-PC |>| B-D | & 2* | D-PC |>| B-D |，F2=2* | B-NC |>| B-D | & 2* | D-NC |>| B-D |，其中，若畫面由上至下依序為掃描線A、B、C、D、E，則PC代表前一畫面的掃描線C；B、D分別代表目前畫面的掃描線B、D；NC代表下一畫面的掃描線C。
11. 如申請專利範圍第10項所述之影片模式判斷方法，更包含以變數F11表示目前畫面之像素與前一畫面的對應位置是否有大差異，其大於該變數F1之差異；而以變數F22表示目前畫面之像素與下一畫面的對應位置是否有大差異，其大於該變數F2之差異：F11=2* | B-PC |>(| B-D |+T)& 2* | D-PC |>(| B-D |+T)，F22=2* | B-NC |>(| B-D |+T)& 2* | D-NC |>(| B-D |+T)，其中，T為一預設常數。
12. 如申請專利範圍第11項所述之影片模式判斷方法，更包含以變數C1來表示目前畫面與前一畫面的對應位置是否使用二維去交錯會有較好效果，而以變數C2表示目前畫面與下一畫面的對應位置是否使用二維去交錯會有較好效果：C1=2D_diff<| B-PC | & 2D_diff<| D-PC | & 2D_diff<Tspatial_diff，C2=2D_diff<| B-NC | & 2D_diff<| D-NC | & 2D_diff<Tspatial_diff，其中，Tspatial_diff為預設常數，2D_diff代表二維去交錯所決定的內插方向上，上、下兩條掃描線上選定方向的像素點之間的差值。
13. 如申請專利範圍第12項所述之影片模式判斷方法，如果目前係複製前一畫面之掃描線，若符合下式則判定目前像素為異常像素：((F1==1 & F2==0)或(F11==1 & F22==1))且C1。
14. 如申請專利範圍第12項所述之影片模式判斷方法，如果目前係複製下一畫面之掃描線，若符合下式則判定目前像素為異常像素：((F1==0 & F2==1)或(F11==1 & F22==1))且C2。